Was ist eine flexible Leiterplatten? Flexible platine, allgemein als FPC abgekürzt, werden hergestellt, indem Leiterbahnen mittels Fotolithografie und Ätzverfahren auf ein flexibles Substrat übertragen werden. Bei doppelseitigen und mehrschichtigen Leiterplatten stellen metallisierte Durchkontaktierungen die elektrischen Verbindungen zwischen den Oberflächen- und Innenschichten her, während die Leiterbahnen durch Polyimid (PI) und Klebeschichten geschützt und isoliert werden.
Flexible Leiterplatten werden in erster Linie in einseitige Leiterplatten, Blind-/Durchkontaktierungs leiterplatten, doppelseitige Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und starr-flexible Leiterplatten unterteilt.
FPC Herstellungs prozess:
Materialzuschnitt
Flexible substrate werden in der Regel in Rollenform geliefert und müssen gemäß den Spezifikationen der Fertigungsanweisungen (MI) zugeschnitten werden.
CNC-Bohren
Durchgangslöcher oder Positionierungslöcher werden mit CNC-Geräten in das Substrat gebohrt und dienen als Wege für die anschließende Verkupferung, um eine elektrische Verbindung zwischen den doppelseitigen Kupferschichten herzustellen.
Black-Hole-Behandlung und Galvanisieren
Nach dem Bohren bleiben die oberen und unteren Kupferschichten unverbunden.Durch die Black-Hole-Behandlung wird eine leitfähige Schicht gebildet, gefolgt von einer elektrochemischen Verkupferung der Lochwände, um die elektrische Kontinuität zwischen beiden Kupferschichten herzustellen.
Trockenfilm-Laminierung und Musterübertragung
Ein Fotolack-Trockenfilm wird auf die galvanisierte Oberfläche laminiert. Durch Fotolithografie werden die Schaltungsmuster präzise auf die Trockenfilmschicht übertragen.
Entwicklung, Ätzen und Entfernen der Folie
Entwicklung: Entfernt unbelichtete Trockenfolie, um die Kupferfolie für das Ätzen freizulegen.
Ätzen: Ätzt die entwickelte Kupferfolie chemisch.
Entfernen der Folie: Entfernt die Trockenfolie mit Natriumhydroxidlösung aus den Bereichen mit Schaltungsmustern und bildet so die endgültige Schaltungsstruktur.
Laminierung der Abdeckfolie
Zum Schutz der Schaltkreise und zur Verhinderung von Kurzschlussoxidation muss eine isolierende Abdeckfolie laminiert werden. Bei diesem Verfahren werden die kupferfreiliegenden Pads in der Abdeckfolie vorgestanzt und anschließend präzise auf die geätzte platinen oberfläche laminiert. Die Abdeckfolie ist in den Farben Gelb, Schwarz und Weiß erhältlich.
Chemische Vergoldung
Die FPC Oberfläche wird stromlos vergoldet: Es wird eine Nickelschicht aufgebracht, gefolgt von einer 1 μm oder 2 μm dicken Goldschicht. Dies verhindert die Oxidation der Pads und erhöht die Zuverlässigkeit beim Löten.
Aufdrucken von Zeichen
Kundenspezifische Zeichen werden mit Tintenstrahltechnologie auf die Platinen oberfläche gedruckt. Die Tinte wird durch Einbrennen ausgehärtet, um ein Abblättern zu verhindern.
Prüfung der elektrischen Leistung
Mit einem Flying-Probe-Tester wird die Leitfähigkeit der Platine überprüft, wobei der Schwerpunkt auf der Erkennung von Defekten wie Unterbrechungen und Kurzschlüssen liegt.
Verstärkung
Aufbringen von Hilfsstoffen gemäß den Kundenspezifikationen, darunter PI-Verstärkungsfolien, elektromagnetische Abschirmfolien, FR4-Verstärkungsplatten, Stahlbleche und selbstklebende Materialien.
Laserkonturbearbeitung
Präzise Formgebung der Leiterplatten kontur mittels Laserschneide technologie, wobei das überschüssige Material entfernt wird, um die endgültige Produktkontur zu erzielen.
Endkontrolle und Verpackung
Durchführung umfassender Tests gemäß den individuellen Kundenanforderungen oder IPC-Standards, Aussortieren nicht konformer Artikel mit optischen Mängeln, um sicherzustellen, dass die Produkte den Qualitätsspezifikationen entsprechen.
Flexible gedruckte schaltungen (FPC) bestehen hauptsächlich aus den folgenden Materialkategorien: Substrat materialien (wie Polyimid PI oder Polyester PET), Abdeckfolien, Verstärkungsmaterialien (einschließlich FR4, Stahlfolie, Polyimid PI usw.) und anderen Hilfsstoffen (z. B. Klebstoffe, elektromagnetische Abschirmfolien). Die Eigenschaften des Substratmaterials bestimmen die Flexibilität und die elektrische Leistung des FPC.
Substrat: Als Grundschicht von FPC werden in der Regel flexible Folien materialien wie Polyimid (PI) oder Polyester (PET) verwendet.
Abdeckfolie: Dient in erster Linie dem Schutz der Schaltungsmuster und verbessert gleichzeitig die Isolationseigenschaften.
Verstärkungsmaterialien: Dienen der Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit von FPCs.
Sonstige Hilfsstoffe: Dazu gehören Klebstoffe und leitfähige Materialien, die eine entscheidende Rolle für die reibungslose Herstellung von FPCs und deren stabile Leistung spielen.
Vorteile flexible gedruckter schaltungen
1.Sie lassen sich frei biegen, wickeln und falten und können entsprechend den räumlichen Anforderungen angeordnet werden. Außerdem können sie sich im dreidimensionalen Raum frei bewegen oder ausdehnen, wodurch eine integrierte Bauteilmontage und Drahtverbindung erreicht wird.
2.Durch den Einsatz von FPC werden Volumen und Gewicht von Elektronik produkten erheblich reduziert, wodurch die Anforderungen der Industrie an hochdichte, miniaturisierte und äußerst zuverlässige Geräte erfüllt werden. Daher finden FPCs breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, im Militär, in der Mobilkommunikation, in Laptops, Computerperipheriegeräten, PDAs, Digitalkameras und verwandten Produkten.
3.FPC bieten außerdem eine hervorragende Wärmeableitung, Lötbarkeit, einfache Montage und relativ niedrige Gesamtkosten. Rigid-Flex-Designs kompensieren teilweise die leichten Einschränkungen der Belastbarkeit von Komponenten, die mit flexible substrate verbunden sind.
Flexible Leiterplatten weisen die folgenden Einschränkungen auf:
Hohe Anfangsinvestitionskosten: Flexible Leiterplatten werden für bestimmte Anwendungsszenarien entwickelt und hergestellt, was erhebliche Ausgaben in Vorphasen wie Schaltungsdesign, Routing und Fotomaskenherstellung erforderlich macht. Daher werden sie im Allgemeinen nicht für Anwendungen mit geringen Stückzahlen empfohlen, es sei denn, bestimmte Anwendungsanforderungen machen ihren Einsatz erforderlich.
Schwierigkeiten bei der Modifizierung und Reparatur: Nach der Herstellung erfordert die Modifizierung einer flexible Leiterplatten die Überarbeitung der ursprünglichen Masterzeichnung oder des kompilierten Fotoplotprogramms, was den Prozess sehr komplex macht. Darüber hinaus ist die Oberfläche mit einer Schutzfolie bedeckt, die vor der Reparatur entfernt und anschließend wieder angebracht werden muss, was erhebliche Herausforderungen mit sich bringt.
Begrenzte Maßspezifikationen: Angesichts der derzeit begrenzten Verbreitung flexible Leiterplatten werden bei der Produktion überwiegend Serienfertigungsverfahren eingesetzt. Dadurch sind die Produktabmessungen auf die Spezifikationen der Fertigungsanlagen beschränkt, was die Herstellung übermäßig langer oder breiter flexibler Leiterplatten verhindert.
Anfälligkeit für Betriebsschäden: Während der Montage kann eine unsachgemäße Handhabung durch Techniker leicht zu Schäden an den flexible Leiterplatten führen. Daher dürfen Arbeiten wie Löten und Nacharbeiten ausschließlich von speziell geschultem Personal durchgeführt werden.
